sdn网络架构分为三个层面（sdn架构包括哪些层）

今天给各位分享sdn网络架构分为三个层面的知识，其中也会对sdn架构包括哪些层进行解释，如果能碰巧解决你现在面临的问题，别忘了关注本站，现在开始吧！

本文目录一览：

• 1、SDN虚拟专线是什么？
• 2、sdn网络架构的三大特征
• 3、SDN网络架构
• 4、sdn架构不包括
• 5、什么是网络虚拟化和SDN
• 6、SDN与NFV

SDN虚拟专线是什么？

sdn专线架构是怎样的?如何工作?

SDN专线

在软件定义的网络中，网络工程师或管理员可以调整来自中央控制台的流量，而无需触摸网络中的各个交换机。集中式 SDN控制器 指导交换机在任何需要的地方提供网络服务，而与服务器和设备之间的特定连接无关。

此过程与传统的网络体系结构有所不同，在传统的网络体系结构中，单个网络设备会根据其配置的路由表做出流量决策。

SDN架构

SDN体系结构的典型表示包括三层：应用程序层，控制层和基础结构层。

毫不奇怪，应用程序层包含组织使用的典型网络应用程序或功能，其中可能包括入侵检测系统，负载平衡或防火墙。在传统网络将使用专用设备(例如防火墙或负载平衡器)的情况下，软件定义的网络将设备替换为使用控制器来管理数据平面行为的应用程序。

SDN架构层

SDN体系结构将网络分为三个可区分的层，通过北向和南向API进行连接。

控制层代表集中式SDN控制器软件，该软件充当软件定义网络的大脑。该控制器驻留在服务器上，并管理整个网络中的策略和流量。

基础设施层由网络中的物理交换机组成。

这三层使用各自的北向和南向应用程序编程接口(API)进行通信。例如， 尽管存在其他协议，但是应用程序通过其北向接口与控制器进行通信，而控制器和交换机使用南向接口(例如 OpenFlow)进行通信。

对于控制器的北向API，目前尚无正式标准来将OpenFlow作为通用的南向接口进行匹配。鉴于其广泛的供应商支持，OpenDaylight控制器的北向API可能会逐渐成为事实上的标准。

SDN的工作方式

SDN包含多种类型的技术，包括功能分离，网络虚拟化和 通过可编程性的自动化。

最初，SDN技术仅专注于将网络 控制平面 与数据平面分离。尽管控制平面决定了数据包应如何流经网络，但数据平面实际上将数据包从一个地方移到另一个地方。

在经典的SDN场景中，数据包到达网络交换机，并且交换机专有固件中内置的规则告诉交换机将数据包转发到何处。这些数据包处理规则从中央控制器发送到交换机。

交换机根据需要向控制器查询指导，并为控制器提供有关其处理的流量的信息。交换机将沿同一路径发送到达相同目的地的每个数据包，并以完全相同的方式对待所有数据包。

软件定义的网络使用有时称为自适应 或 动态的操作模式，在该模式下， 交换机向控制器发出针对没有特定路由的数据包的路由请求。此过程与自适应路由是分开的 ，后者是通过路由器和基于网络拓扑的算法而不是通过控制器发出路由请求。

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SDN的虚拟化方面通过虚拟覆盖层发挥作用，虚拟覆盖层是物理网络之上逻辑上独立的网络。用户可以实现端到端覆盖，以抽象化基础网络并分段网络流量。这种微细分对于具有多租户云环境和云服务的服务提供商和运营商特别有用，因为他们可以为每个租户提供具有特定策略的单独虚拟网络。

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sdn网络架构的三大特征

SDN是Software Defined Network(软件定义网络)的缩写，顾名思义，这种网络技术的最大特点就是可以对网络进行编程。

SDN是一种非常新兴的技术，通过增加对网络的可编程性来革新当前偏重静态、配置复杂、改动麻烦的网络架构。SDN的一个非常大的优点就是它不属于某一家商业公司，而是属于所有IT企业和一些标准组织，因此SDN的发展也可以打破目前一些网络巨头的垄断并为网络技术的飞速发展提供动力。

SDN的定义和架构都不只有一种，但是最重要的一个就是ONF(Open Network Foundation开放网络基金会)定义的SDN和架构。因为其他的一些定义和架构多少会偏向于少数商业利益团体，所以我们以这个最为开放，也最为'标准化'的定义来介绍SDN。

如上所说，SDN就是通过软件编程来构造的网络，这种网络和传统的网络(比如以交换机、路由器为基础设施的网络)都可以实现作为一个网络应该具有的互联共享功能。但是相比后者，SDN网络带来一些更加强大的优势，查阅了身边的一些书籍和ONF***上的一些资料，下面把这些优点用好理解的方式大致介绍一下，有些不大显眼的优点这里就不列出来了：

1. SDN网络可以建立在以x86为基础的机器上，因为这类机器通常相比专业的网络交换设备要更加便宜，所以SDN网络可以省下不少构建网络的费用，尤其是你的网络根本不需要太豪华的时候。

2. SDN网络能够通过自己编程实现的标识信息来区分底层的网络流量，并为这些流量提供更加具体的路由，比如现在底层来了一段语音流量和一段数据流量，通常语音流向需要的带宽很小但是相对来说实时性大一点，但是数据流量则正好相反，SDN网络可以通过辨别这两种流量然后将他们导入到不同的应用中进行处理。

3. SDN可以实现更加细粒度的网络控制，比如传统网络通常是基于IP进行路由，但是SDN可以基于应用、用户、会话的实时变化来实现不同的控制。

4. 配置简单，扩展性良好，使用起来更加灵活。

ONF的SDN基本架构：

注意，已经强调这是"ONF"的SDN结构体系了，因为ONF类似于开放的SDN的标准组织，所以大多数情况你只需要在意这个结构体系。

其实上图是一个最为简单概览的SDN结构体系图，可以看到它分为三个平面(最右边的花括号)，自下而上分别是：

1. 数据平面(基础设施层)：包括一些网络单元(Network element)，每个网络单元都可以提供网络流量。

2. 控制平面(控制层)：这一层上最重要的就是SDN控制器(SDN controller)，SDN控制器是SDN网络中的核心组件，担任着控制网络流量的重要任务。

3. 应用平面(应用层)：包括各种应用程序。

除了三个平面还有两个接口非常重要：

1. 南向接口(Southbound Interface或D-CPI)：位于数据平面和控制平面之间，负责SDN控制器与网络单元之间的数据交换和交互操作，OpenFlow就是最著名的工作在南向接口的协议。

2. 北向接口(Northbound Interface或A-CPI)：位于控制平面与应用平面之间，上层的应用程序通过北向接口获取下层的网络***，并通过北向接口向下层网络发送数据。

刚才说了这是SDN的最概览的一个体系结构，其实在这个体系结构中还要加入相应的管理层，请看这张图：

可以看到每一层其实都并不是只包含自己要负责的功能，每一层都多少会涵盖一些管理类的功能。

途中蓝色的方块的区域可以被看做是网络的提供者，红、绿色方块的区域可以被看做是网络的消耗者。这张图更加直白的凸显了"平面"这个概念。

SDN网络架构

实现了网络设备与转发的分离

网络虚拟化的一种实现方式，核心技术是OpenFlow

实现了网络流量的灵活控制，使网络作为管道变得更加智能

由若干网元构成，每个网元包含一个或多个SDN数据路径

SDN 数据路径，逻辑上的网络设备，负责转发和处理数据，包含控制数据平面接口（CDPI）、代理、转发引擎表和处理功能

数据面关键技术：对数据面进行抽象建模

包括北向接口代理、SDN控制逻辑、控制数据平面接口驱动三部分

两个任务：1.将SDN应用层请求转换到SDN Datapath

2.为SDN应用提供底层网络的抽象模型（状态或***）

关键技术：控制器，网络操作系统或网络控制器

包括SDN应用逻辑和北向接口驱动

应用平面通过北向接口与SDN控制器交互

负责静态的工作：网元初始化配置，指定控制器，定义控制器及应用的控制范围

控制平面与数据平面之间的接口

功能：转发行为控制、设备性能查询、统计报告、***通知等

关键技术：转发面开放协议（南向接口协议）：允许控制器控制交换机的配置以及相关转发行为

Openflow协议

应用层面与控制层面的接口，向应用层提供抽象的网络视图，使应用能直接控制网络的行为

关键技术：接口设计：控制器将网络能力封装后开放接口，供上层业务调用

REST API 成为SDN北向接口的主流设计

sdn架构不包括

链路层，SDN称为软件定义网络，是一种网络设计理念。

通过网络硬件的集中式管理，可编程化，控制转发层面分开，则可以认为这个网络是一个SDN网络。

SDN的本质是让网络更加开放、灵活和简单，它的实现方式是为网络构建一个集中的大脑——SDN服务器，通过全局视图集中控制网络，实现业务快速部署、流量调整优化、网络业务开发等目标。

SDN架构有三层，分别是，协同应用层、SDN控制器层、网络设备层。

协同应用层：包括专注于网络服务拓展的解决方案。包括一个逻辑上集中的SDN控制器。

该控制器保持一个全局的网络视图，通过明确定义的应用层接口和标准协议对网络进行综合管理，对网络设备进行监控。

什么是网络虚拟化和SDN

SDN与网络虚拟化

由于早期成功的的SDN方案中网络虚拟化案例较多，有的读者可能会认为SDN和网络虚拟化是同一个层面的，然而这是一个错误的说法。SDN不是网络虚拟化，网络虚拟化也不是SDN。SDN是一种集中控制的网络架构，可将网络划分为数据层面和控制层面。而网络虚拟化是一种网络技术，可以在物理拓扑上创建虚拟网络。传统的网络虚拟化部署需要手动逐跳部署，其效率低下，人力成本很高。而在数据中心等场景中，为实现快速部署和动态调整，必须使用自动化的业务部署。SDN的出现给网络虚拟化业务部署提供了新的解决方案。通过集中控制的方式，网络管理员可以通过控制器的API来编写程序，从而实现自动化的业务部署，大大缩短业务部署周期，同时也实现随需动态调整。

随着IaaS的发展，数据中心网络对网络虚拟化技术的需求将会越来越强烈。SDN出现不久后，SDN初创公司Nicira就开发了网络虚拟化产品NVP(Network Virtualization Platform)。Nicira被VMware收购之后，VMware结合NVP和自己的产品vCloud Networking and Security (vCNS)，推出了VMware的网络虚拟化和安全产品NSX。NSX可以为数据中心提供软件定义化的网络虚拟化服务。由于网络虚拟化是SDN早期少数几个可以落地的应用，所以大众很容易将网络虚拟化和SDN弄混淆。正如前面所说，网络虚拟化只是一种网络技术，而基于SDN的网络架构可以更容易地实现网络虚拟化。

SDN实现网络虚拟化

通过SDN实现网络虚拟化需要完成物理网络管理，网络***虚拟化和网络隔离三部分工作。而这三部分内容往往通过专门的中间层软件完成，我们称之为网络虚拟化平台。虚拟化平台需要完成物理网络的管理和抽象虚拟化，并分别提供给不同的租户。此外，虚拟化平台还应该实现不同租户之间的相互隔离，保证不同租户互不影响。虚拟化平台的存在使得租户无法感知到网络虚拟化的存在，也即虚拟化平台可实现用户透明的网络虚拟化。

虚拟化平台

虚拟化平台是介于数据网络拓扑和租户控制器之间的中间层。面向数据平面，虚拟化平面就是控制器，而面向租户控制器，虚拟化平台就是数据平面。所以虚拟化平台本质上具有数据平面和控制层面两种属性。在虚拟化的核心层，虚拟化平台需要完成物理网络***到虚拟***的虚拟化映射过程。面向租户控制器，虚拟化平台充当数据平面角色，将模拟出来的虚拟网络呈现给租户控制器。从租户控制器上往下看，只能看到属于自己的虚拟网络，而并不了解真实的物理网络。而在数据层面的角度看，虚拟化平台就是控制器，而交换机并不知道虚拟平面的存在。所以虚拟化平台的存在实现了面向租户和面向底层网络的透明虚拟化，其管理全部的物理网络拓扑，并向租户提供隔离的虚拟网络。

SDN与NFV

VNF Descriptor (VNFD): 属于TOSCA标准的YMAL格式配置模板，主要描述了实例化一个VNF所需要的***信息以及操作行为，主要用于VNF实例化以及生命周期管理。

NFV即Network Functions Virtualization（网络功能虚拟化），就是将传统的CT业务部署到云平台上（云平台是指将物理硬件虚拟化所形成的虚拟机平台，能够承载CT和IT应用），从而实现软硬件解耦合。

NFV的本质: 络设备的IT化和云化

在NFV架构下，以下哪些是IMS切新平台及虚拟化的价值？ abc

A 推动TTM大幅下降（Time To Market）

B 降低CAPEX/OPEX

C 提升网络灵活性和开放性

D 增加IMS系统新特性XXXXXXXXX

cordless telephone CT

VXLAN隧道支持跨数据中心建立

SDN云数据中心场景使用VXLAN作为转发隧道，对于BUM报文设备不会向所有的VXLAN隧道泛洪。

VXLAN集中式***不适合大型的数据中心。

VXLAN隧道支持跨数据中心建立

在SDN云数据中心场景中，AC控制器通过什么协议向underlay网络中的设备下发配置？ Netconf

在SDN云网一体化场景中，AC控制器通过什么协议和OpenStack的Neutron实现对接？ Restful

BUM(Broadcast 广播,unknown unicast, multicast)报文

01 SDN概述与发展趋势

8.SDN网络与传统IP网络的区别？

SDN利用控制转发相互分离从架构上解决根本问题：让网络敏捷起来，更快的部署新业务与快速定位故障点。***用***集中和统一调度、能力开放的策略；让软件来干硬件的活；

02 DCI: Data Center interconnect, 用于数据中心的互联网络

1什么是DCI？

未来超过80%的业务将部署在云上 我们云数据中心需要基于用户体验进行层次化布局，而网络则需要以数据中心为中心组网进行重构，在这样的大背景下，DCI网络孕育而生。

DCI：Data center interconnect 指的是用于数据中心之间互联的网络，实现以数据中心为中心组网的基础承载网。

2为什么需要新建DCI网络？

高扩展性、低成本 ***丰富 温度适宜等条件使得云数据中心建设位置要求

某运营商新建大型云数据中心与传统骨干网位置不重合

云业务对网络要求

1云计算对时延有非常严格的要求，如跨DC同步计算、虚拟机热迁移等业务要求都在10ms以下

2 DC间流量具有突发性和不均衡性，需***用SDN计数进行实时智能调控，而现有网络复杂。新技术难部署。

------很难重用现有骨干网，需要新建DCI网络。

3给予SDN的DCI方案总览

顶层端到端协同，实现包含DC云与DC承载网的云网***的一站式提供和端到端业务自动化协同发放。总的来说在多地区 多运营商部署多个数据中心的方式 目前已经成为了互联网行业普遍认可的最有效的解决用户覆盖提高用户业务体验的方案，建设并运营一张安全可靠、可灵活调度的多数据中心互联网络（DCI网络），也成为了各大互联网公司在基础架构方面的工作之重，DCI建成后 可以为宽带 4/3G用户提供更好的访问体验外另一方面可以为互联网公司***企业客户的云提供给更好的承载服务。

现在DCI面临的实际问题：网络不灵活难以跟住业务快速迭代的步伐、链路利用率较低 以及居高不下的OPEX压力等。华为SDN DCI 整体解决方案可以支撑云数据中心业务的端到端的运营，整体架构包括承载层和控制层，需要在网络基础承载层上引入部署SDN的控制层，

控制层是网络的业务发放管理平台和网络智能控制中心，该层主要功能部件为：

业务发放平台：提供业务自动化入口实现租户业务自助发放以及网络***状态的可视个运维管理入口

业务协同平台：DCI业务需求分解和DC和IDC的协同实现端到端的跨控制器***的协同分解

云平台：接受业务发放平台的业务分解，进行DC运业务分解和协同，实现DC的内存储 计算和网络的协同

DC控制器：接受OpenStack业务分解同一控制DC的NVE和VxLAN GW 实现DC内网络自动部署和控制

DCI控制器：接受业务协同平台***的分解，实现Underlay网络部署的自动化和网络流量的智能优化

流量***集工具、调优策略的输入、流量***集组件可以基于端口TE隧道进行流量***集和分析并提供网络流量可视化界面

DCI骨干网解决方案承载层是租户业务的承载实体负责跨DC网络的连接以及业务宽带和SLA保证，骨干网支持VxLAN技术提供了大二层组网的能力，能够跨越广域网和多个物理DC构建Vdc网络,实现跨区域的***节点的互备和虚机动态迁移，有效提升了DC云***的利用效率，骨干网部署业界广泛使用的MPLS TE流量工程技术为租户业务提供端到端的宽带保证，提升了网络***的利用效率，特别是提供了基于租户和业务的差异化的服务能力，网络承载支持***用Overlay技术，Overlay业务网络基于云业务驱动支持快速的业务开通 Underlay物理网络按需提供网络***，实现端到端的SLA保障和智能流量的优化，目前IP Core网络中存在如下一些流量调整需求：实现IGW出口、DC出口的流量均衡 降低不同ISP网间费用的结算 提升VIP用户体验 针对这些需求 当前主要依赖于手工调整BGP路由策略 ：

1监控链路带宽利用率

2识别出需要调整的流

3基于流制作BGP策略下发给设别

4循环操作，直到流量符合期望目标的要求

4 智能流量调优方案：RR+方案

手工方法不能实时调整，耗时长、配置和维护复杂问题，RR+方案用于解决这问题。

RR+方案在IP core现网中加入SDN Controller，实现集中控制，智能化调优

RR+可以带来什么？

1最大化IGW带宽利用率均衡链路间流量的分布，降低网间结算费用，不同客户提供不同SLA服务

2自动调整流量，取代复杂的手工操作

3基于标准BGP通讯，可以和现网设备平滑兼容。

5什么时PCE+方案 Path Computation Element

路由转发用最短路径算法不考虑带宽，存在利用率低的问题 PCE+为了解决这一问题

PCE+通过在网络中部署PCE server（就是SDN Controller），使用StatefulPCE技术，为 MPLS TE LSP集中算路。

使网络带宽***使用尽量达..到最优。该架构方案中需要新部署的网元是PCE Server，转发设备为 PCE Client。PCE Client需要计算LSP时会向PCE Server发出计算请求，server计算后结果反馈给client，client然后进行LSP隧道建立。

思考：什么是DCI?

DCI即Data center interconnect 指的是用于数据中心之间互联的网络 DCI网络正是实现“以数据为中心的中心组网”的基础承载网。

03 文档 SDN网络解决方案

NFV （Network Function Virtulization）***用虚拟化技术，将传统电信设备的软件和硬件解耦，基于通用计算、存储、网络设备实现电信网络功能，提升管理和维护效率，增强系统灵活性

SDN关键特征：集中控制、优化全局效率；开放接口、加快业务上线；网络抽象，屏蔽底层差异

NFV关键特征：上层业务云化， 底层硬件标准化，分层运营，加快业务上线与创新

nfv — 4-7层

sdn — 1-3层 物理、数据、网络

SDN主要技术流派：ONF （Open networking foundation）, IETF, 大T

PCEP（Path Computation Element Protocol）协议

ONOS -- Open-Source SDN Stack -- ONF

OpenDaylight -- IETF -- Cisco, 基于XML Schema实现SDN

华为是NFV担任职位、贡献文稿最多的Vendor

RAN：无线接入网(Radio Access Network)

可以利用华为私有MSCP（类似OPENFLOW）进行南向设备的控制

基于MBH虚拟接入解决方案，简化运维

01NFV技术概述与发展趋势

1CT当前面临的结构性挑战

增收方面：用户饱和，传统业务下滑

节流方面：CT投入成本下降，IT部分的投入从2002年6%增加到2013年13%，

创新方面：CT界一年5个创新 IT界32000倍

商用速度：CT每个月6个上市 IT每小时12个

什么是NFV？

NFV (Network Function Virtualization) 网络功能虚拟化，ETSI组织下组建的。

希望通过***用通用服务器 交换机和存储设备实现传统电信网络的功能。通过IT的虚拟化技术，许多类型的网络设备可以合并到工业界标准中，servers switchs storages 需要用软件实现网络功能并能在一系列工业标准服务器硬件上运行，可以根据需要迁移，实例化部署在网络的不同位置而不需要部署新设备，需要大容量Server存储和大容量以太网 不同应用以软件形式远程自动部署在统一的基础设施上。

三个关键点：软硬件解耦 开放 自动化

2NFV将IP基因融入电信网络

传统电信网软硬件绑定，更新困难，管理维护困难。***用虚拟化技术和云计算的网络，硬件***用标准的服务器 存储设备和交换机，虚拟化之后 上层业务通过软件形式运行在统一的标准的硬件基础之上 。

虚拟化后的网络好处：易于更新、硬件通用化支持异构，***归一 简化管理与运维

3NFV正走向成熟

2015~2016年稳步爬升 趋于成熟

1.NNFV生态系统：

ETSI在2012年成立了 NFV ISG来研究网络功能虚拟化

随后，涌现了一批NFV的开源组织，比如OPNFV，OpenStack

NFV产业联盟，秉承开发、创新、协同、落地的宗旨，集多长家和合作伙伴进行联合创新，成为开放联盟的引领者。

2.NFV框架

NFV框架主要包括3大组件：NFVI、VNF、和MANO解释：

框架中最底层的是硬件，包括计算、存储、和网络***

往上的云操作系统，完成虚拟化和云化的相关的功能，硬件和云操作系统成为NFVI。

I指的是instruction，设施的意思，这些设都是有VIM来管理。

在往上是虚拟网路功能，比如vIMS提供IMS的语音业务，vEPC提供4G的数据网络功能。

虚拟网络功能由VNFM来管理，提供VNF的声明周期管理。

在往上是网络管理层及网管，网管我们可以配套NFVO进行网络业务生命周期的管理

3.NFV三大组件的关键要求

【1】组件MANO：包括NFVO（网络业务生命周期管理）、VNFM和VIM，

要求VNFM适配不同厂商NFVO和VIM；并且MANO系统(NFVO+VNFM+VIM)应该尽量减少对现有的OSS/BSS的冲击。比如要求MANO支持和现有传统平台（如U2000）的对接

【2】组件VNF(虚拟化网络功能)：要求它可以运行在不同厂商的NFVI；

对应传统的电信业务网络，每个物理网元映射为一个虚拟网元VNF。

【3】组件NFVI-云操作系统要求优选基于OpenStack的云操作系统

将物理计算/存储/交换网络***通过虚拟化计算转换为虚拟的计算/存储/交换网络***

【4】组件NFVI-硬件

要求它优选具有虚拟化辅助功能的芯片的COTS

同时具备高IOPS与高可靠性的磁阵

低RAID等级的磁阵建议冗余组网

03 FV关键能力

4．高可靠性

应用层、云操作系统层、硬件层都有相应的冗余机制。

应用层高可靠性可以通过主备和负荷分担方式实现主备VM之间的冗余。确保应用层会话0中断，99.999%的可用性。

云操作系统的可靠性可以通过虚拟机快速重建冗余机制来实现。

硬件层高可靠性主要通过族化以及物料冗余机制来实现计算、存储、网络等硬件设备的冗余

硬件层、VM层、业务层各层可靠性各自独立，高度互补确保整体可用性。

5.高性能

NFV业界最权威的评估公司SPECvirt。华为的FusionSphere性能得分为4.6，排第一。

呼叫处理方面华为的FusionSphere比第二名的Vmware高17%。

高性能技术的关键技术：NUMA亲和性、CPU绑定、DPDK、透明巨页、虚拟中断优化等

6.NFV存在的问题

（1）标准不成熟，技术架构实现上有分歧；

（2）多供应商、集成复杂。

（3）部件兼容性风险大。

（4）NFV工程难度大。

（5）网络功能虚拟化技术滞后

（6）虚拟化可靠性不足。传统电信要求99.999%可靠性

关于sdn网络架构分为三个层面和sdn架构包括哪些层的介绍到此就结束了，不知道你从中找到你需要的信息了吗 ？如果你还想了解更多这方面的信息，记得收藏关注本站。